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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이호준
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수12
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실리콘카바이드(SiC)를 기반으로 한 전력반도체는 우수한 특성을 바탕으로 고성능, 고효율 전력반도체로 주목받고 있다. 다양한 응용 분야에서 전력 소자의 실제 작동을 가장 잘 모방하는 효과적인 신뢰성 테스트인 파워 사이클링 테스트를 통해 4H-SiC 전력반도체의 수명 예측 및 불량 분석을 진행하였다. 수십 년 동안 사용되어 정확한 수명 예측이 가능한 실리콘 기반 수명 예측에 비해 현재 상용화 초기 단계인 4H-SiC 전력반도체에 대한 연구 결과들이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 실리콘 기반에서 제안된 수명 예측 모델인 LESIT 모델을 기반으로 4H-SiC 상용 소자에 대한 수명을 예측하고 불량이 발생한 소자에 대해 고장 원인을 분석하였다.
가혹한 온도 조건에서 파워 사이클링 테스트를 수행 후 파워 사이클링 전후의 전기적 특성을 비교하였다. 또한 SEM, SIMS, TEM 및 시뮬레이션 등을 활용하였다. 파워 사이클링 테스트 이후 생성된 소스 본딩 와이어 본드의 균열은 온 상태 저항을 증가시켰으며 SiO2/4H-SiC 계면의 조성 변화는 채널 영역의 계면 결함을 증가시켰다.
가혹한 온도 조건에서 파워 사이클링 테스트를 수행 후 파워 사이클링 전후의 전기적 특성을 비교하였다. 또한 SEM, SIMS, TEM 및 시뮬레이션 등을 활용하였다. 파워 사이클링 테스트 이후 생성된 소스 본딩 와이어 본드의 균열은 온 상태 저항을 증가시켰으며 SiO2/4H-SiC 계면의 조성 변화는 채널 영역의 계면 결함을 증가시켰다.
목차
I. 서론 1II. 이론적 지식 22.1 전력반도체 22.2 SiC 3가 4H-SiC MOSFET 5나 4H-SiC MOSFET의 동작 특성 62.3 신뢰성 72.4 파워 사이클링 테스트 8가 Temperature Sensitive Electrical Parameter(TSEP) 122.5 수명 예측 모델 14가 LESIT 모델 142.6 고장 메커니즘 16가 소자 관련 고장 메커니즘 16나 패키징 관련 고장 메커니즘 17III. 실험 203.1 K-Factor Calibration 203.2 파워 사이클링 테스트 22IV. 결과 및 고찰 244.1 수명 예측 244.2 불량 분석 29가 온 저항 29나 전자 이동도 33V. 결론 44참고 문헌 45Abstract 47
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